Detektor XENON1T, největší hledání „těžké“temné hmoty, vyloučil existenci lehkých forem temné hmoty a „nahmatal“první náznaky existence neočekávaně těžkých částic této záhadné látky, uvedli účastníci projektu na tiskové konferenci v italské laboratoři v Gran Sasso.
"Zatím lze říci jen jednu věc - tato zatracená částice se před námi stále skrývá." Na jedné straně jsme nenašli stopy její existence v hmotnostním rozsahu do 200 GeV. Na druhé straně naše modely nevylučují existenci těžších WIMP. V údajích o tom máme dokonce náznaky, i když jejich statistický význam je malý - pouze jeden sigma, a já bych chtěl uvěřit, že se nejedná o nehodu, “uvedla Elena Aprile, oficiální představitelka spolupráce XENON1T.
Svět za temnou obrazovkou
Vědci dlouho věřili, že vesmír se skládá z záležitosti, kterou vidíme, a která tvoří základ všech hvězd, černých děr, mlhovin, prachových shluků a planet. První pozorování rychlosti pohybu hvězd v blízkých galaxiích však ukázalo, že hvězdy na jejich okraji se pohybují v nich neuvěřitelně vysokou rychlostí, která byla asi 10krát vyšší než výpočty založené na množství všech hvězd v nich zobrazených.
Důvodem bylo podle dnešních vědců takzvaná temná hmota - záhadná látka, která představuje asi 75% hmoty hmoty ve vesmíru. Každá galaxie má obvykle asi 8-10krát více temné hmoty než její viditelný bratranec a tato temná hmota drží hvězdy na svém místě a brání jim v rozptylu.
Dnes jsou téměř všichni vědci přesvědčeni o existenci temné hmoty, ale její vlastnosti, kromě jejího zjevného gravitačního vlivu na galaxie a klastry galaxií, zůstávají tajemstvím a předmětem kontroverze mezi astrofyziky a kosmology. Vědci již dlouhou dobu předpokládají, že se skládá z superheavy a „chladných“částic - „wimps“, které se nijak neprojevují, kromě přitahování viditelných shluků hmoty.
Vědci se dnes snaží najít takové částice pomocí obrovských podzemních detektorů naplněných absolutně čistým xenonem. Jádra atomů vzácných plynů, jak vědci dříve předpokládali, museli interagovat s „WIMP“zvláštním způsobem, což bylo možné detekovat pozorováním záblesků světla uvnitř zkapalněného xenonu.
Propagační video:
V posledních dvou desetiletích vědci vytvořili asi tucet takových detektorů se zvyšujícím se objemem a hmotností, z nichž žádný nebyl schopen detekovat stopy interakcí xenon-WIMP. Konkrétní naděje byly přidány k projektu XENON1T - detektor postavený v italské laboratoři Gran Sasso v roce 2014 a obsahující rekord 3,5 tun xenonu, což je asi desetinásobek hmotnosti všech jeho konkurentů.
Klíč k vesmíru
První výsledky předložené týmem XENON1T v listopadu loňského roku se opět ukázaly jako „nulové“- tým více než stovky fyziků z 21 zemí světa nemohl najít žádné významné stopy existence „WIMP“ve velmi širokém rozsahu mas a energií.
Aprile a její kolegové dnes prezentovali výsledky analýzy celého souboru údajů, který obecně potvrdil jejich předběžná zjištění, až na několik malých výjimek. Jak vědci poznamenávají, dokázali vyloučit možnost existence světla „WIMP“s hmotností od 6 do 30 GeV a prakticky nulovou šanci na detekci částic s hmotností až 200 GeV.
Na druhé straně data, která shromáždili, nejsou v rozporu a podle Aprile sama o sobě naznačují, že částice temné hmoty mají ve skutečnosti mnohem vyšší hmotnost, než dříve předpokládali fyzici.
„Náš úkol je nyní velmi jednoduchý - musíme jen pokračovat v pozorování a současně snížit hladinu hluku a zvýšit citlivost. Jak se mi zdá, buď budeme mít k dispozici VIMP po další aktualizaci detektorů, nebo konečně ukončíme otázku jejich existence, “pokračuje fyzik.
Podle ní účastníci XENON1T již sestavují novou verzi detektoru, hmotnost xenonu, ve které se zvýší na čtyři tuny, a úroveň rušení se sníží nejméně 10krát. Jeho instalace bude dokončena letos a první vědecká data obdrží v polovině roku 2019.